[发明专利]应用于机器人的中心位置可变的车轮及中心位置调节方法

权利要求书

1.一种应用于机器人的中心位置可变的车轮，其特征在于：包括外轮圈、万向传动机构和调心机构；

万向传动机构包括连接盘、连接轴、万向节和驱动轴；

万向节包括长度能够伸缩的传动杆，传动杆包括相互滑动连接的传动轴和传动套，传动轴的另一端通过十字关节与连接轴活动连接，传动套的另一端也通过十字关节与驱动轴活动连接；

连接盘同轴固定套装在连接轴的外周，且连接盘与外轮圈固定连接；

连接轴通过万向节与驱动轴活动连接；

调心机构包括内轮圈和若干个线性伸缩装置；

内轮圈同轴可旋转套装在驱动轴上，且内轮圈能与机架相铰接；

若干个线性伸缩装置以内轮圈为中心，呈辐射状布置在外轮圈与内轮圈之间的环形空腔中；每个线性伸缩装置的长度均能够伸缩，每个线性伸缩装置的一端均与外轮圈相铰接，每个线性伸缩装置的另一端均与内轮圈相铰接；

通过万向传动机构，能够保证车轮的转动速度不受车轮中心位置的影响；当驱动轴旋转时，车轮将作为主动轮，实现驱动。

2.根据权利要求1所述的应用于机器人的中心位置可变的车轮，其特征在于：每个线性伸缩装置均为伺服电动缸。

3.根据权利要求1所述的应用于机器人的中心位置可变的车轮，其特征在于：每个线性伸缩装置均为气缸。

4.根据权利要求1所述的应用于机器人的中心位置可变的车轮，其特征在于：每个线性伸缩装置均为弹性阻尼元件。

5.根据权利要求1所述的应用于机器人的中心位置可变的车轮，其特征在于：传动轴和传动套均为方轴。

6.一种根据权利要求1所述应用于机器人的中心位置可变的车轮的中心位置调节方法，其特征在于：根据机器人行驶的路面环境状况，对车轮的中心位置进行调节，具体调节方式如下：

1）当机器人在水平地面上行驶时，通过控制各个线性伸缩装置的长度伸缩，使车轮的驱动轴轴心与车轮圆心的连线始终呈水平状态，且驱动轴轴心与车轮圆心之间的直线距离值保持恒定；此时，车轮能在无驱动扭矩的情况下实现滚动；

2）当机器人在崎岖不平路面行驶时，通过对前后车轮中线性伸缩装置的长度伸缩控制，根据路面状况，使前后车轮的驱动轴轴心在竖直直线上上下移动，从而使前车轮的驱动轴轴心和后车轮的驱动轴轴心连线保持水平状态，也即使与内轮圈固定连接的机架处于水平状态；

3）当机器人行驶过程中车轮遇到路面上的障碍物时，通过控制各个线性伸缩装置的长度伸缩，使车轮的驱动轴轴心移动到障碍物支撑点前方水平距离为el的位置，则车轮能在无外力驱动的作用下，实现自动跨越障碍物。

7.根据权利要求6所述应用于机器人的中心位置可变的车轮的中心位置调节方法，其特征在于：机器人具有多轮行走机构时，当机器人行驶过程中遇到路面上的障碍物时，使即将与障碍物接触的车轮逐个抬起，实现避障；车轮抬起的方法为：通过控制各个线性伸缩装置的长度伸缩。